Ոչ նյուտոնական հեղուկ

Ոչ նյուտոնական հեղուկ են անվանում այն հեղուկը, որի ընթացքում նրա մածուցիկությունը կախված է գրադիենտի արագությունից։ Սովորաբար նման հեղուկները խիստ անմիատարր են։ Ամենապարզ ցուցադրական կենցաղային օրինակ կարող է հանդիսանալ օսլայի խառնուրդը փոքր քանակությամբ ջրի հետ։ Ինչքան ավելի արագ է տեղի ունենում հեղուկում նյութը կապող մակրոմոլեկուլների արտաքին ազդեցությունը, այնքան բարձր է հեղուկի մածուցիկությունը։

Պատմություն

17-րդ դարի վերջում Իսահակ Նյուտոնը ուշադրություն է դարձրել, որ արագ թիավարումն ավելի դժվար է, քան եթե դա անել դանդաղ։ Նա ձևակերպեց օրենք, որի համաձայն՝ հեղուկի մածուցիկությունը մեծանում է համամասնորեն ուժի ազդեցությանը դրա վրա։ Նյուտոնը լրացուցիչ ուշադրություն է դարձրել հեղուկների առանձնահատկություններին, երբ փորձել է գլանի պտտման միջոցով ստեղծել Արեգակնային համակարգի մոլորակների շարժումը, պատկերելով Արևը ջրի մեջ։ Եթե պահպանել գլանի պտույտը, ապա պտույտը աստիճանաբար փոխանցվում է հեղուկի ամբողջ զանգվածին։ Հետագայում նման հեղուկների հատկությունները նկարագրելու համար սկսել են օգտագործել «ներքին շփում» և «մածուցիկություն» տերմինները, ստացած նույն տարածումը։ Նյուտոնի այդ աշխատանքները սկիզբ դրեցին մածուցիկության և ռեոլոգիաի ուսումնասիրությանը (ֆիզիկայի բաժին, որը ուսումնասիրում է դեֆորմացիաներ և նյութերի հոսկանությունը)։

Հեղուկի ռեոլոգիական մոդելներ

Դասակարգումը կատարվում է մածուցիկության լարման կախվածությունից տեղաշարժի արագությունից (արագության գրադիենտից) ${\dot {\gamma }}=\left|{\frac {\partial {\vec {v}}}{\partial z}}\right|$, որտեղ ${\vec {v}}$՝ հոսանքի արագությունն է։

• Նյուտոնական հեղուկ՝ գծային օրենք. $\sigma =\alpha {\dot {\gamma }}$
• Կեղծ պլաստիկ՝ $n<1$, դանդաղ շարժումների ժամանակ մածուցիկությունը մեծ է, հետո սպանում է։
• Դիլատանտային հեղուկ՝ $n>1$, մածուցիկությունը մեծանում է աճող արագությամբ։
• Բինգհամ պլաստիկ՝ Բինգհամի մոդելը նման է չոր շփման մոդելին. $\sigma ={\begin{cases}\sigma _{0}+\alpha {\dot {\gamma }},{\dot {\gamma }}>0\\-\sigma _{0}+\alpha {\dot {\gamma }},{\dot {\gamma }}<0\end{cases}}$
• Բինգհամ հեղուկի լավ օրինակ է ներկը՝ կապող նյութերի գործողություն հաշվին առաջանում լարման շեղման շեմը, և այն կարող է ստեղծել ուղղահայաց մակերեսների վրա անշարժ շերտեր։ Ցանկացած այլ հեղուկներ կհոսեն դեպի ներքև։ Ոչ նյուտոնական հեղուկների համար հնարավոր է այլ ազդեցությունների դիտարկում, կապված ոչգծայնությամբ կամ գոյության շեմի հետ։

Ոչ նյուտոնական հեղուկի առանձին դեպք են հանդիսանում՝ տիքսատրոպիկ և ռեոպեքս հեղուկները, որոնց մածուցիկությունը փոփոխվում է ժամանակի ընթացքում։ Այլ դասակարգումը՝ $\eta$ մածուցիկության կախվածությունից ${\dot {\gamma }}$ մղման արագության մեծությունից։

• ${\frac {d\eta }{d{\dot {\gamma }}}}>0$ համապատասխանում է դիլատանտային հեղուկի դեպքին;
• ${\frac {d\eta }{d{\dot {\gamma }}}}<0$ համապատասխանում է կեղծ պլաստիկ հեղուկի դեպքին։

Դիլատանտային հեղուկի բնորոշ օրինակ են հանդիսանում պինդ մասնիկների խտացրած կախույթները, իսկ կեղծ պլաստիկներինը՝ հալչումները և լուծույթները։

Մշակույթում

«Ձեռքերի մաստակը» հանգստության ժամանակ ցուցաբերում է հեղուկի հատկությեւններ

Որպես հայտնի օրինակներ կարելի է բերել «Ձեռքերի մաստակ» և «լիզկան» խաղալիքները։

Գրականություն

1. Ուիլկինսոն Ու. Լ. Ոչ նյուտոնական հեղուկներ։ / թարգմանություն անգլերենից՝ Մ., 1964։
2. Աստարիտա Ջ., Մարրուչի Ջ. Ոչ նյուտոնական հեղուկների հիդրոմեխանիկայի հիմքեր։ / թարգմանություն անգլերենից՝ Մ., 1978։
3. Ռեյներ Մ. Ռեոլոգիա։ / թարգմանություն անգլերենից՝ Մ., 1965։
4. Շուլյման Զ. Պ. Ռեոֆիզիկայի մասին զրույցներ։ — Մն., 1976։
5. Ռեոլոգիական նյութերի հատկությունների ուսումնասիրումը։

Արտաքին հղումներ

• TheBackyardScientist Ոչ նյուտոնական հեղուկի հետ փորձարկումներ (թարգմանություն) ՅուԹյուբում
• Ոչ նյուտոնական հեղուկի հետ փորձարկումներ (վիդեո) Արխիվացված 2010-12-03 Wayback Machine
• «Գալիլեո» հեռուստահաղորդումը ոչ նյուտոնական հեղուկի մասին ՅուԹյուբում
• Ուղղակի ոչ նյուտոնական հեղուկի մասին ՅուԹյուբում
• Ոչ նյուտոնական հեղուկի հետ փորձարկումներ ՅուԹյուբում
• Неньютоновская жидкость под действием вибрации от динамика ՅուԹյուբում